TW201715754A

TW201715754A - 半導體發光元件

Info

Publication number: TW201715754A
Application number: TW105101861A
Authority: TW
Inventors: Ryohei Takaki
Original assignee: Ushio Electric Inc
Priority date: 2015-03-31
Filing date: 2016-01-21
Publication date: 2017-05-01
Also published as: JP2016195187A; KR20160117178A

Abstract

提供比先前還良好之壽命特性的半導體發光元件。半導體發光元件係於基板上，形成第一半導體層、活性層、及第二半導體層，並具有形成於比第一半導體層更接近基板的位置的絕緣層、在與絕緣層間隔於平行於基板之面的方向之狀態下，接觸形成於第一半導體層的第一電極、接觸第二半導體層，在正交於基板之面的方向，形成於與絕緣層對向的位置的第二電極、及於被絕緣層與第一電極挾持的區域中，接觸形成於第一半導體層的保護層。

Description

半導體發光元件

本發明係關於半導體發光元件。

近年來，進行使用氮化物半導體之發光元件的開發。該發光元件，係包含n型半導體層、p型半導體層、被該等n型半導體層及p型半導體層挾持之方式形成的活性層。利用在n型半導體層與p型半導體層之間設置電位差，對兩者間流通電流，在活性層內電子與電洞會再結合而發光。為了有效地利用活性層內產生之該光線，進行各種研究開發。

例如，於後述專利文獻1，揭示有具有所謂「縱型構造」的發光元件。縱型構造的元件係指利用對於活性層往正交於基板的方向施加電壓，讓活性層發光的元件。

圖6係模式揭示專利文獻1所揭示之發光元件的剖面圖。先前的發光元件90係於基板91上具備導電層92、反射膜93、絕緣層94、反射電極95、半導體層99及n側電極100所構成。半導體層99係由基板91側依序層積p型半導體層96、活性層97、及n型半導體層98所構成。

於絕緣層94的下層，形成有由金屬材料所成的反射膜93，但是，該反射膜93並無法發揮作為具有歐姆特性之電極的功能。另一方面，反射電極95係由金屬材料所成，利用在p型半導體層96之間實現歐姆連接而具有作為電極(p側電極)的功能。

反射電極95係利用讓在活性層97中產生的光線中，放射至朝向基板91之方向(圖面朝下)的光線反射，取出至n側半導體層98側(圖面朝上)，兼用於提升光線的取出效率的目的。反射膜93也因同樣的目的形成，利用使通過未形成有反射電極95之處，朝下進行的光線反射，往n側半導體層98側改變進行方向，可提升光線的取出效率。

〔先前技術文獻〕〔專利文獻〕

[專利文獻1]日本專利第4207781號公報

但是，藉由本案發明者的銳意研究，確認了依據圖6所示之先前的半導體發光元件90，所定時間以上點燈的話，光束維持率會急遽地降低。

本發明係有鑑於前述的課題，目的為提供有良好壽命特性的半導體發光元件。

本發明是一種半導體發光元件，係包含n型或p型的第一半導體層、形成於前述第一半導體層的上層之活性層、及形成於前述活性層的上層，且導電型與前述第一半導體層不同之第二半導體層的半導體層，形成於基板上所成的半導體發光元件，其特徵為具有：絕緣層，係形成於比前述第一半導體層更接近前述基板的位置；第一電極，係在與前述絕緣層間隔於平行於前述基板之面的方向之狀態下，接觸形成於前述第一半導體層；第二電極，係接觸前述第二半導體層，在正交於前述基板之面的方向，形成於與前述絕緣層對向的位置；及保護層，係於被前述絕緣層與前述第一電極挾持的區域中，接觸形成於前述第一半導體層。

本案發明者係如下所述，推測讓先前的半導體發光元件所定時間以上點燈的話，光束維持率急遽地降低的理由。針對該內容，參照圖6之一部分放大圖即圖7來進行說明。

對半導體發光元件90供給電流使其點燈的話，電流最集中於n側電極100的端部附近(例如區域101)。藉此，該區域101會高溫化。亮燈長時間持續的話，因為位於n側電極100的端部附近之半導體層99長時間暴露於高溫下，半導體層99的一部分會劣化。進而，因劣化之半導體層99的構成材料與大氣中的氧結合而產生氧化物。該氧化物係相較於劣化還未進行之半導體層99的區域，顯示高電阻，故在點燈時，會以迴避該高電阻區域之方式將電流流通於半導體層99內，電流密度更上升。結果，半導體層99的劣化更為進行。在圖7中，以虛線來模式揭示半導體層99的劣化進行之狀況。

半導體層99的劣化係沿著電流路徑進行(箭頭A1)，結果到達與絕緣層94的接觸處。此時，半導體層99與絕緣層94的界面發生應力，兩者間的密接性會降低。結果，絕緣層94與半導體層99之間發生間隙(區域A2)。於是，透過半導體層99的劣化處，及絕緣層94與半導體層99的間隙而流入的大氣，容易接觸到反射電極95之面。

如此，在反射電極95暴露於大氣之狀態下持續半導體發光元件90的點燈狀態的話，因為因應反射電極95之場所的電位差，與吸附於反射電極95的表面之大氣中所包含的水分的存在，反射電極95會引起離子遷移。例如，反射電極95是利用Ag構成時，會發生如以下的游離。

(化1)Ag→Ag⁺ H₂O→H⁺+OH^-

例如藉由以下的(化2)，於反射電極95的陽極側(基板91側)中析出AgOH。

(化2)Ag⁺+OH^-→AgOH

例如藉由以下的(化3)，AgOH被分解，在反射電極95的陽極側成為Ag₂O，分散成膠狀。

(化3)2AgOH←→Ag₂O+H₂O

進而，添加水分的話，例如以下的(化4)的反應進行，產生Ag+而移動至陰極側(半導體層99側)。

(化4)Ag₂O+H₂O←→2AgOH←→2Ag⁺+2OH^-

重複以上的(化1)~(化4)的反應，Ag+會移動至半導體層99側(遷移)。於前述反應的進行中，於反射電極95內產生與Ag不同的材料，結果，反射電極95的反射率降低。因此，光束維持率會降低。

進而，持續點燈狀態的話，前述的遷移會進行，有因為析出的Ag而p型半導體層96與n型半導體層98短路之狀況。此時，即使通電也無法點燈。

亦即，本案發明者係獲得對於先前的半導體發光元件90持續持時間點燈的話，絕緣層94與半導體層99的密接性降低，反射電極95被暴露於大氣中，因此導致反射電極95之構成材料的遷移是光束維持率降低的原因之結論。

相對於此，依據關於本發明的構造，假設持續點燈狀態，半導體層的劣化從電流集中隻第二電極的端部附近的位置進行之狀況中，即使該劣化到達絕緣層，絕緣層與半導體層的密接性降低，也因在被絕緣層與第一電極挾持的區域形成有保護層，可防止第一電極被暴露於大氣中。結果，相較於先前的發光元件，構成第一電極的材料難以引起遷移，可抑制反射率降低的速度。進而，可防止該遷移進行到第二電極為止而短路。

因此，依據該構造，可實現比先前更有良好壽命特性的半導體發光元件。關於實際獲得良好的壽命特性之狀況，參照實施例於後敘述。

又，於前述的構造中，前述保護層，可設為接觸形成於前述第一電極者。

依據該構造，更可防止第一電極暴露於大氣中，可提升抑制第一電極之構成材料的遷移的效果。

前述保護層，係以覆蓋前述第一電極之面中，與前述第一半導體層接觸之面以外的面之方式形成亦可。

依據該構造，更可提升抑制第一電極之構成材料的遷移的效果。

前述半導體發光元件，設為具有形成於比前述保護層更接近前述基板的位置的接合層亦可。

構成接合層的材料擴散至第一電極側的話，第一電極的反射率會降低。但是，依據前述的構造，利用具備保護層，可抑制第一電極之構成材料的遷移，並且防止接合層之構成材料的擴散。藉此，可抑制光取出效率降低的速度。

第一電極係以包含Ag的材料所構成亦可。Ag是對於從活性層放射之光線的反射率高，相反地容易引起遷移的材料。但是，依據前述的構造，利用具備保護層來抑制Ag的遷移，故可長時間維持高反射率。藉此，實現可長時間維持高光取出效率的半導體發光元件。

依據本發明，可實現顯示比先前更良好之壽命特性的半導體發光元件。

1‧‧‧半導體發光元件

3‧‧‧基板

5‧‧‧半導體層

7‧‧‧n型半導體層

9‧‧‧活性層

11‧‧‧p型半導體層

13‧‧‧第一電極

15‧‧‧第二電極

15a‧‧‧焊墊電極

17‧‧‧保護層

17a‧‧‧保護層

19‧‧‧接合層

20‧‧‧導電層

21‧‧‧接合層

23‧‧‧保護層

24‧‧‧絕緣層

25‧‧‧成長基板

27‧‧‧無摻雜層

40‧‧‧參考例的半導體發光元件

90‧‧‧先前的半導體發光元件

91‧‧‧基板

92‧‧‧導電層

93‧‧‧反射膜

94‧‧‧絕緣層

95‧‧‧反射電極

96‧‧‧p型半導體層

97‧‧‧活性層

98‧‧‧n型半導體層

99‧‧‧半導體層

100‧‧‧n側電極

101‧‧‧n側電極的附近區域

[圖1A]模式揭示半導體發光元件的一實施形態之構造的圖面。

[圖1B]模式揭示半導體發光元件的一實施形態之構造的圖面。

[圖2A]模式揭示半導體發光元件之製造方法的工程剖面圖之一部分。

[圖2B]模式揭示半導體發光元件之製造方法的工程剖面圖之一部分。

[圖2C]模式揭示半導體發光元件之製造方法的工程剖面圖之一部分。

[圖2D]模式揭示半導體發光元件之製造方法的工程剖面圖之一部分。

[圖2E]模式揭示半導體發光元件之製造方法的工程剖面圖之一部分。

[圖2F]模式揭示半導體發光元件之製造方法的工程剖面圖之一部分。

[圖2G]模式揭示半導體發光元件之製造方法的工程剖面圖之一部分。

[圖2H]模式揭示半導體發光元件之製造方法的工程剖面圖之一部分。

[圖2I]模式揭示半導體發光元件之製造方法的工程剖面圖之一部分。

[圖2J]模式揭示半導體發光元件之製造方法的工程剖面圖之一部分。

[圖3]模式揭示參考例的半導體發光元件之構造的圖面。

[圖4A]揭示參考例的半導體發光元件之光束維持率的時間變化的圖表。

[圖4B]揭示實施例的半導體發光元件之光束維持率的時間變化的圖表。

[圖5A]模式揭示半導體發光元件的其他實施形態之構造的圖面。

[圖5B]模式揭示半導體發光元件的其他實施形態之構造的圖面。

[圖6]模式揭示先前的發光元件之構造的圖面。

[圖7]放大圖6之一部分的圖面。

針對本發明的氮化物半導體發光元件，參照圖面來進行說明。再者，於各圖中，圖面的尺寸比與實際的尺寸比不一定一致。又，以下，「AlGaN」的記述係與Al_mGa_1-mN(0<m<1)的記述同義，單只是省略Al與Ga的組成比的記述所記載者，並不是限定於Al與Ga的組成比為1：1之狀況的趣旨。關於「InGaN」的記述也相同。

〔構造〕

圖1A及圖1B係模式揭示本發明的半導體發光元件的一實施形態之構造的圖面。圖1B係對應從光取出方向觀看時的俯視圖，圖1A係對應以圖1B內之X-X線進行切斷時的剖面圖。半導體發光元件1係包含基板3、半導體層5、第一電極13、第二電極15、及絕緣層24所構成。以下，將半導體發光元件1僅適當略記為「發光元件1」。

(基板3)

基板3係以例如CuW、W、Mo等的導電性基板，或Si等的半導體基板所構成。

(半導體層5)

在本實施形態中，半導體層5係由接近基板3側依序層積p型半導體層11、活性層9、及n型半導體層7所形成。於本實施形態中，p型半導體層11對應「第一半導體層」，n型半導體層7對應「第二半導體層」。

p型半導體層11係例如以摻雜Mg、Be、Zn、或C等之p型不純物的氮化物半導體層構成。作為氮化物半導體層，可利用例如GaN、AlGaN、AlInGaN等。

活性層9係以例如週期性重複以InGaN所構成之發光層及以n型AlGaN所構成之障壁層的半導體層所形成。該等層係作為無摻雜亦可，作為摻雜p型或n型亦可。活性層9只要層積至少能帶間隙不同之兩種類的材料所成之層來構成即可。活性層9的構成材料係因應預產生之光線的波長而適當選擇。

n型半導體層7係例如以摻雜Si、Ge、S、Se、Sn、或Te等之n型不純物的氮化物半導體層構成。作為該氮化物半導體層，可利用例如GaN、AlGaN、AlInGaN等。再者，n型半導體層7係作為以與p型半導體層11不同之組成的材料所構成者亦可。

(第一電極13)

第一電極13係接觸形成於p型半導體層11，在與p型半導體層11之間形成有歐姆接觸。在本實施形態中，第一電極13構成p側電極。

於本實施形態中，第一電極13係以對於從活性層9放射的光線顯示高反射率(例如80%以上，更理想為90%以上)之導電性的材料所構成。更具體來說，以包含例如Ag、Al、或Rh的材料構成。

(第二電極15)

第二電極15係形成於n型半導體層7的上面，例如以Cr-Au所構成。在本實施形態中，第二電極15構成n側電極。

如圖1B所示，在本實施形態的發光元件1中，從與基板3相反側，亦即光取出方向觀看時，第二電極15係形成為包圍藉由n型半導體層7構成之光取出面。更詳細來說，第二電極15係於離間的3處中，以延伸於所定方向之方式構成。但是，關於該第二電極15延伸的條數，並不限定於3條，作為4條以上亦可。圖1B所示之第二電極15的形狀僅為一例，因應設計而適當變更亦可。

再者，在圖1B所示範例中，第二電極15於一部分的地方中從光取出方向觀看，具有寬廣的區域 15a。該區域15a係作為利用連接於例如以Au、Cu等所構成之引線(未圖示)，構成焊墊電極亦可。此時，引線的另一端作為連接於封裝基板的供電圖案等者亦可。再者，第二電極15並不是一定要具備該寬廣的區域15a。

利用對第一電極13與第二電極15之間施加電壓，電流流通於活性層9內，活性層9會發光。

第一電極13係如上所述，以對於利用活性層9產生的光線顯示高反射率的材料構成。圖1A所示之發光元件1係設想為將從活性層9放射之光線取出至n型半導體層7側。第一電極13係利用使從活性層9朝向基板3側放射之光線，朝向n型半導體層7側反射，發揮提升光取出效率的功能。

再者，於被第二電極15包圍的區域中，n型半導體層7位於最上面的位置，但是，在圖1B中，為了方便說明，位於比n型半導體層7更下層之第一電極13、絕緣層24、及保護層17也顯示於圖面上。

(絕緣層24)

絕緣層24係例如以SiO₂、SiN、Zr₂O₃、AlN、Al₂O₃等所構成。該絕緣層24在本實施形態中，於與p型半導體層11接觸之處中，形成於未形成第一電極13之區域的一部分。更詳細來說，絕緣層24係在正交於基板3之面的方向(以下，作為一例，記載為「垂直方向」)，形成於與第二電極15對向的位置。

假設，在垂直方向與第二電極15對向的位置中，形成有與p型半導體層11的接觸電阻低之層時，對於發光元件1施加電壓的話，大部分的電流會往在垂直方向與第二電極15對向的區域內流通。結果，僅活性層9的特定區域發光，發光效率降低。絕緣層24係具有利用將流通於活性層9的電流，往與基板3之面平行的方向擴散，提升活性層9的發光效率的功能。

進而，在本實施形態中，絕緣層24係於半導體層5的端部區域中，與p型半導體層11的一部分接觸。利用如此形成絕緣層24，如製造方法的項目中後述般，可具有作為元件分離時之蝕刻阻擋的功能。

(導電層20)

導電層20係形成於基板3的上層。在本實施形態中，導電層20係以保護層23、接合層21、接合層19及保護層17的多層構造所構成。

接合層19及接合層21係例如以Au-Sn、Au-In、Au-Cu-Sn、Cu-Sn、Pd-Sn、Sn等所構成。如後述般，該等接合層19與接合層21係利用使形成於基板3上的接合層21，與形成於其他基板(後述的成長基板25)上的接合層19對向之後，貼合兩者所形成者。該等接合層19及接合層21係作為單一層而一體化者亦可。

保護層17係例如以Ti/Pt的多層構造所構成。如圖1A所示，保護層17係以於被絕緣層24與第一電極13挾持的區域內，與p型半導體層11接觸之方式構成。亦即，如圖1A及圖1B所示，利用中間存在有保護層17，第一電極13與絕緣層24可不接觸而間隔配置。

於本實施形態中，保護層17存在兩種功能。第一功能係防止構成接合層(19，21)的材料往第一電極13側擴散的功能。構成接合層(19，21)的材料往第一電極13擴散的話，第一電極13的反射率降低，光取出效率也會降低。如圖1A所示，利用保護層17形成於接合層(19，21)與第一電極13之間，實現前述第一功能。

保護層17具有的第二功能，係防止第一電極13暴露於大氣中的功能。於「用以解決課題之手段」的項目中，參照圖7如上所述般，長時間持續發光元件1的點燈的話，有絕緣層24與半導體層5(更詳細來說是p型半導體層11)的密接性降低之虞。但是，即使該密接性降低之狀況中，也因第一電極13與絕緣層24之間設置有保護層17，僅保護層17暴露於大氣中，第一電極13不會暴露於大氣中。藉此，可大幅抑制構成第一電極13之材料的遷移的進行。

再者，根據前述觀點，保護層17係以在與p型半導體層11之間可實現高密接性的材料構成為佳。根據相關觀點，在本實施形態的發光元件1中，具備由Ti或Pt等顯示高密接性的材料所成之保護層17。再者，根據密接性的觀點，保護層17係以Ti構成與p型半導體層11接觸的最表面為佳。

又，作為保護層17的構成材料，更包含Ni者為佳。Ni也具有高密接性，並且具有抑制Ti的擴散的功能。於保護層17包含Ti之狀況中，該保護層17所包含之Ti擴散至第一電極13側的話，有讓第一電極13的反射率降低之虞。利用於保護層17的最上面構成Ni，可獲得抑制Ti擴散至第一電極13側的效果。

保護層23係例如以與保護層17相同的材料構成，設置目的為抑制構成接合層(19，21)的材料擴散至基板3側。但是，保護層23不一定要具備亦可。

再者，雖然圖1A中未圖示，但是，於半導體層5的側面，形成作為保護膜的絕緣層亦可。

針對依據發光元件1，相較於先前更提升光取出效率之處，進行發光元件1之製造方法的說明之後說明。

〔製造方法〕

接著，針對發光元件1的製造方法之一例，參照圖2A~圖2J所模式揭示之工程剖面圖來進行說明。再者，在以下所說明的製造條件及膜厚等的尺寸僅為一例。

(步驟S1)

如圖2A所示，準備成長基板25。作為成長基板25，作為一例，可使用具有C面的藍寶石基板。

作為準備工程，進行成長基板25的清洗。該清洗作為更具體的一例，藉由例如於MOCVD(Metal Organic Chemical Vapor Deposition：有機金屬化學氣相沉積)裝置的處理爐內配置成長基板25，一邊對於處理爐內流通流量例如為10slm的氫氣，一邊將爐內溫度例如升溫至1150℃來進行。

(步驟S2)

如圖2B所示，於成長基板25的上層，依序形成無摻雜層27、n型半導體層7、活性層9、及p型半導體層11。此步驟S2例如利用以下的步驟進行。

首先，於成長基板25的上面，形成由GaN所成的低溫緩衝層，於其上層形成由GaN所成的基底層。該等低溫緩衝層及基底層對應無摻雜層27。具體之無摻雜層27的形成方法係例如以下所述。

首先，將MOCVD裝置的爐內壓力設為100kPa，將爐內溫度設為480℃。然後，一邊對於處理爐內，作為載體氣體，流通流量分別為5slm的氮氣及氫氣，一邊作為原料氣體，將流量為50μmol/min的三甲基鎵(TMG)及流量為250000μmol/min的氨供給68秒鐘至處理爐內。藉此，於成長基板25的表面，形成厚度為20nm的由GaN所成的低溫緩衝層。

接著，將MOCVD裝置的爐內溫度升溫至1150℃。然後，一邊對於處理爐內作為載體氣體，流通流量為20slm的氮氣及流量為15slm的氫氣，一邊作為原料氣體，將流量為100μmol/min的TMG及流量為250000μmol/min的氨供給30分鐘至處理爐內。藉此，於低溫緩衝層的表面，形成由厚度為1.7μm的GaN所成的基底層。

接著，於無摻雜層27的上層形成n型半導體層7。n型半導體層7的具體形成方法係例如以下所述。

首先，在繼續將爐內溫度設為1150℃的狀態下，將MOCVD裝置的爐內壓力設為30kPa。然後，一邊對於處理爐內，作為載體氣體，流通流量為20slm的氮氣及流量為15slm的氫氣，一邊作為原料氣體，將流量為94μmol/min的TMG、流量為6μmol/min的三甲基鋁(TMA)、流量為250000μmol/min的氨及流量為0.013μmol/min的四乙基矽烷供給60分鐘至處理爐內。藉此，例如具有Al_0.06Ga_0.94N的組成，厚度為2μm的n型半導體層7，形成於無摻雜層27的上層。

再者，之後，藉由停止TMA的供給，並且6秒鐘供給其以外的原料氣體，於n型AlGaN層的上層，實現具有厚度為5nm程度的由n型GaN所成之保護層所成的n型半導體層7亦可。

在前述說明中，已針對將包含於n型半導體層7的n型不純物設為Si之狀況進行說明，但是，作為n型不純物，除了Si以外，也可使用Ge、S、Se、Sn或Te等。

接著，於n型半導體層7的上面形成活性層 9。活性層9的具體形成方法係例如以下所述。

首先，將MOCVD裝置的爐內壓力設為100kPa，將爐內溫度設為830℃。然後，進行一邊對於處理爐內，作為載體氣體，流通流量為15slm的氮氣及流量為1slm的氫氣，一邊作為原料氣體，將流量為10μmol/min的TMG、流量為12μmol/min的三甲基銦(TMI)及流量為300000μmol/min的氨，供給48秒鐘至處理爐內的步驟。之後，進行將流量為10μmol/min的TMG、流量為1.6μmol/min的TMA、0.002μmol/min的四乙基矽烷及流量為300000μmol/min的氨，供給120秒鐘至處理爐內的步驟。以下，藉由重複該等兩個步驟，層積15週期之由厚度為2nm的InGaN所成之發光層、及由厚度為7nm的n型AlGaN所成之障壁層所成的活性層9，被形成於n型半導體層7的上層。

接著，於活性層9的上面形成p型半導體層11。p型半導體層11的具體形成方法係例如以下所述。

具體來說，將MOCVD裝置的爐內壓力維持為100kPa，一邊對於處理爐內，作為載體氣體，流通流量為15slm的氮氣及流量為25slm的氫氣，一邊將爐內溫度升溫至1025℃。之後，作為原料氣體，將流量為35μmol/min的TMG、流量為20μmol/min的TMA、流量為250000μmol/min的氨及用以摻雜p型不純物之流量為0.1μmol/min的雙(環戊二烯)鎂(Cp₂Mg)，60秒鐘供給至處理爐內。藉此，於活性層9的表面，形成具有厚度為20nm之Al_0.3Ga_0.7N的組成的電洞供給層。之後，藉由將TMA的流量變更為4μmol/min，並360秒鐘供給原料氣體，形成具有厚度為120nm之Al_0.13Ga_0.87N的組成的電洞供給層。藉由該等電洞供給層，形成p型半導體層11。

再者，在此工程後，藉由停止TMA的供給，並且將Cp₂Mg的流量變更為0.2μmol/min，並20秒鐘供給原料氣體，實現厚度為5nm程度，且p型不純物濃度為1×10²⁰/cm³程度的由p型GaN所成的p型半導體層11亦可。

(步驟S3)

對於在步驟S2中所得之晶圓，進行活性化處理。作為具體的一例，使用RTA(Rapid Thermal Anneal：快速加熱)裝置，在氮氣氛下以650℃進行15分鐘的活性化處理。

(步驟S4)

於p型半導體層11的上面之所定處，形成絕緣層24(參照圖2C)。

更具體來說，利用將例如Al₂O₃藉由濺鍍法，以200nm程度的膜厚成膜，形成絕緣層24。再者，成膜的材料只要絕緣性材料即可，除了Al₂O₃之外，以SiN或SiO₂構成亦可。

(步驟S5)

於p型半導體層11的上面中未形成絕緣層24的區域的一部分，形成第一電極13(參照圖2C)。第一電極13的具體形成方法係例如以下所述。

於p型半導體層11之上面的所定區域，成膜以導電性材料構成之材料膜。作為一例，藉由濺鍍法，於p型半導體層11之上面的所定區域，成膜膜厚195nm程度的Ag及膜厚5nm程度的Ni。此時，以在與成長基板25之面平行的方向，與絕緣層24具有間隔B1之方式成膜材料膜。

在此，材料膜所包含的Ag係對於從活性層9放射之光線顯示高反射率(90%以上)的材料。只要是對於從活性層9放射之光線顯示高反射率的材料的話，包含Ag以外的材料(例如Al或Rh等)亦可。又，以包含該等顯示高反射率之材料的合金來構成亦可。

又，材料膜所包含的Ni係以提升與其他層之密接性為目的所成膜者，只要確保充分的密接性的話，不讓該材料膜包含Ni亦可。又，作為包含用以確保密接性的其他材料者亦可。

成膜前述的材料膜之後，使用RTA裝置等，在乾空氣或惰性氣體氣氛中，以例如400℃~550℃，進行60秒鐘~300秒鐘之間的接觸退火處理。藉此，形成在與p型半導體層11之間形成歐姆接觸的第一電極13。

再者，在步驟S4之前進行本步驟S5亦可。

(步驟S6)

如圖2D所示，以覆蓋第一電極13及絕緣層24的上面之方式，整面地形成保護層17。此時，於步驟S5的結束時，於露出之p型半導體層11的上面也形成保護層17。

更具體來說，例如使用電子束蒸鍍裝置(EB裝置)，利用3週期成膜膜厚100nm的Ti與膜厚200nm的Pt，形成保護層17。再者，作為於最上面成膜膜厚100nm程度的Ni者亦可。

(步驟S7)

如圖2E所示，於保護層17的上面形成接合層19。

更具體來說，於保護層17的上面，蒸鍍膜厚10nm的Ti之後，蒸鍍膜厚3μm以Au80%Sn20%構成之Au-Sn焊錫，藉此形成接合層19。

(步驟S8)

於成長基板25不同之另外準備的基板3的上面，利用與步驟S6及S7相同的方法，形成保護層23及接合層21(參照圖2F)。作為基板3，如上所述，可利用CuW、W、Mo等的導電性基板，或Si等的半導體基板。再者，關於保護層23，不形成亦可。

(步驟S9)

如圖2G所示，利用貼合形成於成長基板25之上層的接合層19，與形成於基板3之上層的接合層21，進行成長基板25與基板3的貼合。作為具體的一例，在280℃的溫度，0.2MPa的壓力下，進行貼合處理。

藉由此工程，利用接合層19及接合層21熔融接合，形成基板3與成長基板25的表背面被貼合的構造。亦即，接合層19及接合層21係作為於本步驟之後被一體化者亦可。然後，利用在本步驟S9的執行前的階段中形成保護層23及保護層17，抑制接合層(19，21)的構成材料的擴散。

(步驟S10)

接著，剝離成長基板25(參照圖2H)。更具體來說，在使成長基板25朝上，基板3朝下之狀態下，從成長基板25側照射雷射光。在此，讓照射的雷射光，設為透射成長基板25的構成材料(在本實施形態中為藍寶石)，被無摻雜層27的構成材料(在本實施形態中為GaN)吸收的波長之光線。藉此，利用無摻雜層27吸收雷射光，故成長基板25與無摻雜層27的界面高溫化，GaN被分解，剝離成長基板25。

之後，藉由使用鹽酸等的濕式蝕刻、或使用ICP裝置的乾式蝕刻，來去除殘存於晶圓上的GaN(無摻雜層27)，使n型半導體層7露出。再者，於本步驟S10中，去除無摻雜層27，殘存由基板3側依序層積p型半導體層11、活性層9、及n型半導體層7所成的半導體層5(參照圖2I)。

(步驟S11)

接著，如圖2J所示，分離鄰接的元件彼此。具體來說，對於與鄰接元件的邊際區域，使用ICP裝置，到絕緣層24的上面露出為止，對半導體層5進行蝕刻。此時，如上所述，絕緣層24具有作為蝕刻阻擋層的功能。

再者，在圖2J中，圖示為半導體層5的側面對於垂直方向具有傾斜，但是，此為一例，並不是限定於此種形狀的趣旨。

(步驟S12)

接著，於n型半導體層7之上面的所定區域，更詳細來說，n型半導體層7的上面中對於第一電極13不對向於垂直方向的區域之一部分，亦即對於絕緣層24對向於垂直方向的區域之一部分，形成第二電極15。作為具體方法的一例，在對n型半導體層7的上面中，形成第二電極15之預定區域以外，以光阻劑等進行遮罩之狀態下，於n型半導體層7的上面蒸鍍膜厚100nm的Cr與膜厚3μm的Au。之後，剝離遮罩，在氮氣氛中以250℃進行1分鐘程度的退火處理。

(步驟S13)

接著，例如藉由雷射切割裝置來分離各元件彼此，將基板3的背面例如利用Ag焊膏來與封裝接合。之後，對於第二電極15的一部分區域，進行引線接合。經由以上的工程，製造圖1A及圖1B所示的發光元件1。

〔作用〕

針對依據上述之發光元件1，提升壽命特性之處，參照資料來進行說明。

(實施例)將經由上述之步驟S1~S13所製造的發光元件1，作為實施例的元件。

(參考例)將圖3所示之發光元件40作為參考例的元件。參考例的元件係於步驟S5中，以與絕緣層24接觸之方式形成第一電極13之處，與實施例的元件不同。換句話說，參考例的元件係以不存在圖2C之間隔B1之方式形成第一電極13之處，與實施例的元件不同。

對於從相同晶圓製造之複數個發光元件40(參考例)，及從相同晶圓製造之複數個發光元件1(實施例)，分別在供給電流500mA下連續點燈，來測定光束維持率。並於圖4A及圖4B揭示該結果。該等圖係因應進行連續點燈的時間來測定光束，計算出相對於初始光束的比率並圖表化者，圖4A對應參考例的結果，圖4B對應實施例的結果。

依據圖4A，參考例的元件係連續點燈時間超過1000小時的話，開始顯現光束維持率的降低。然後，包含經過2000小時以上的話，其降低速度快的元件。再者，於參考例的各元件中，連續點燈時間超過4000小時的話，光束維持率低於70%。

相對於此，依據圖4B，實施例的各元件，係到連續點燈時間經過1000小時為止，顯示與參考例的各元件幾乎同樣的光束維持率的變化，但是，之後到經過5000小時為止，光束維持率保持為幾乎一定。依據圖4B，即使連續點燈時間經過5000小時的時間點中，也可確認實施例的各元件的光束維持率超過80%。

根據該結果，也可確認利用在第一電極13與絕緣層24之間中間存在保護層17，可防止構成第一電極13之材料的遷移，提升壽命特性。

〔其他實施形態〕

以下，針對其他實施形態進行說明。

<1>在前述的實施形態中，於保護層17，兼備有防止構成接合層(19，21)之材料的擴散的功能，與防止第一電極13暴露於大氣中的功能。但是，例如，如圖5A或圖5B所示之發光元件1般，利用與用以實現後者之功能的保護層17不同的材料，具備用以實現前者之功能的保護層17a亦可。此時，保護層23係作為與保護層17a相同材料亦可。

在製造圖5A或圖5B所示之發光元件1時，例如於步驟S6中，以中間存在於p型半導體層11與第一電極13之間之方式形成保護層17之後，進而以覆蓋保護層17的上面之方式形成保護層17a即可。

<2>在前述的實施形態中，保護層17以接觸於第一電極13之方式形成，但是，在保護層17與第一電極13之間存在其他層亦可。即使作為此種構造，也可利用存在保護層17，防止第一電極13暴露於大氣的事態。

<3>在前述的實施形態中，絕緣層24以與p型半導體層11接觸之方式構成，但是，在p型半導體層11與絕緣層24之間存在其他層亦可。即使作為此種構造，也可實現使流通於活性層9內的電流，往與基板3之面平行之方向擴散的效果。

<4>在前述的實施形態中，設為在對於半導體層5的端部區域，及第二電極15對向於與基板3之面正交的方向的區域，具有絕緣層24的構造。在此，形成於前者的區域的絕緣層，與形成於後者的區域的絕緣層，係以不同材料構成亦可。

<5>在前述的實施形態中，已例示說明第一電極13與絕緣層24的膜厚幾乎同等的構造(參照圖1A)。但是，第一電極13與絕緣層24之層的厚度的關係，作為因應設計而適當設定者亦可。

<6>於圖1A、圖5A或圖5B所示之發光元件1中，以更提升光取出效率為目的，作為於n型半導體層7 的上面形成細微的凹凸形狀者亦可。

<7>在前述的實施形態中所說明之構成保護層17的材料，相較於構成第一電極13的材料，對於從活性層9放射之光線的反射率較低。因此，從光取出面觀看時，接觸p型半導體層11之保護層17的面積越廣，則接觸p型半導體層11之第一電極13的面積越窄，故光取出效率會降低。因此，保護層17係盡量縮小與基板3之面平行的方向的寬度為佳。例如，對於構成光取出面之n型半導體層7的寬度，保護層17的寬度未滿數%為佳，未滿1%更佳。

<8>在前述的實施形態中，已將構成半導體層5之層中，接近基板3之側作為p型半導體層11，從基板3較遠側作為n型半導體層7進行說明，但是，使該等的導電型反轉亦可。

又，在前述的實施形態中，已針對發光元件1是由氮化物半導體所成的元件之狀況進行說明，但是，即使對於GaAs系的發光元件等，由其他化合物半導體所成的發光元件，也可適用本發明。